Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки: еще один шаг
Ученые Института молекулярной биомедицины (г. Мюнстер, Германия), работающие под руководством Ганса Шелера (Hans Schoeler), добились очередного успеха в области репрограммирования взрослых клеток в плюрипотентные, способные, как и эмбриональные стволовые, превращаться в клетки различных типов тканей организма.
В декабре 2008 тот же коллектив авторов уже сообщал о возвращении в плюрипотентное состояние мышиных (правда, эмбриональных) фибробластов с помощью двух генов, в этом году – об успешном возвращении в «эмбриональное» состояние нервных стволовых клеток взрослых мышей с помощью единственного фактора транскрипции OCT4. Недавно эта же группа исследователей продемонстрировала эффективность фактора OCT4 и при работе с клетками человека.
Ученые инфицировали нервные стволовые клетки эмбриона человека ретровирусами, несущими человеческий ген OCT4, либо два гена OCT4 и KLF4. Белковые продукты этих генов являются двумя из четырех факторов, позволивших Шинья Яманака из университета Киото (Япония) в 2006 году превратить мышиные фибробласты в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК), а в 2007 году – проделать эту же манипуляцию над клетками кожи человека. Как и ожидалось, спустя 10-11 недель в обоих вариантах эксперимента авторы обнаружили клеточные культуры, обладавшие характеристиками человеческих эмбриональных клеток.
Дальнейшие исследования выявили наличие на поверхности этих клеток белковых маркеров, характерных для эмбриональных клеток человека. Результаты скрупулезного тестирования плюрипотентности доказали способность клеток в лабораторных условиях давать начало всем трем зародышевым листкам, формирующим эмбрион, и в условиях живого организма превращаться в клетки различных тканей, в том числе дыхательного эпителия, скелетных мышц, хряща и нервного эпителия.
Демонстрация того, что фактора OCT4 достаточно для репрограммирования человеческих клеток, является важнейшим достижением в этой области. Отказ от использования в процедуре вирусных трансгенов, в особенности онкогенов, таких как c-Myc (один из факторов транскрипции, использованных Яманака), часто вызывающих развитие опухолей у мышей, значительно приближает нас к разработке безопасных методов клеточной терапии. Однако ретровирусный вектор, используемый для доставки в клетки оставшегося фактора OCT4, встраивается в клеточный геном, что может вызывать определенные проблемы при переносе разрабатываемых методов в клинику. Одной из возможных альтернатив является замена факторов транскрипции их белковыми продуктами, которые необходимо вводить непосредственно внутрь клетки. Однако на сегодняшний день для успешного проведения такой процедуры требуется все четыре фактора.
Более того, в своей работе авторы использовали клетки, выделенные из мозга эмбриона человека, тогда как в клинических условиях источником клеток должны служить ткани взрослого организма. Неоптимальными, по мнению специалистов, являются также количественная эффективность и продолжительность процесса репрограммирования клеток. Таким образом, важными направлениями будущих исследований являются применение разработанной методики к другим типам клеток, а также повышение эффективности и сокращение времени, требующегося для успешного проведения процедуры.
Ну, а конечной задачей исследователей, посвятивших свою работу стволовым клеткам, является сокращение количества факторов, необходимых для создания индуцированных плюрипотентных клеток, до нуля, для чего, без сомнения, потребуется еще огромное количество работы.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам The Scientist: One step to human pluripotency.
07.09.2009